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酸素

生物にとって酸素は欠かせないものであり、酸素なくして生命は成り立たないとよく耳にします。また、水には酸素が含まれていると聞きます。または、空気中、土壌中、そして私たちの体の中に酸素があること.しかし、酸素とは正確には何であり、実際にどのように重要なのでしょうか?

話し合いましょう：

• 酸素とは？
• 酸素はどのように発見されたのですか？
• 酸素はどのような形で見つかりますか?
• 酸素のさまざまな機能。
• 酸素は液体または固体の状態で見つけることができますか?
• 酸素はどこから来るの？
• 酸素の一般的な用途。
• 酸素循環。

酸素とは？

酸素は、記号 O と原子番号 8 の化学元素で、原子核に 8 つの陽子があることを意味します。周期表のカルコゲン族のメンバーです。このグループは、酸素ファミリーとしても知られています。それは要素の酸素で構成されています(O) 、硫黄(S) 、セレン( Se) 、テルル( Te) 、および放射性元素ポロニウム( Po) .

酸素は、反応性の高い非金属の酸化剤であり、1 つまたは複数の酸素原子が別の元素と結合した化合物である酸化物を容易に形成します。

酸素は、水素とヘリウムに次いで、質量が宇宙で 3 番目に多い元素です。それは非金属元素であり、分子として自然に見出されます。

酸素は私たちの身の回りにあふれています。水素とともに水を構成する原子の一つです。 (H) .そのため、水の式はH ₂ O.です。

酸素は、主に大気中の元素として存在します。また、海、湖、川、氷冠でも水の形で発生します。水の重量の約 89% は酸素です。

酸素の発見

酸素は 1604 年以前にミヒャエル センディヴォギウスによって分離されましたが、この元素は 1773 年以前にウプサラでカール ヴィルヘルム シェーレによって、1774 年にウィルトシャーでジョセフ プリーストリーによって個別に発見されたと一般に信じられています。

彼の作品が最初に出版されたため、プリーストリーに優先順位が与えられることがよくあります。しかし、プリーストリーは酸素を「非フロジスティック化された空気」と呼び、それを化学元素として認識していませんでした。

酸素という名前は、1777 年に Antoine Lavoisier によって造られました。彼は最初に酸素を化学元素として認識し、酸素が燃焼で果たす役割を正しく特徴付けました。

酸素形態

同素体は、同じ元素の異なる形態です。酸素は、さまざまな形または同素体で見つけることができます。最もよく知られているのは、酸素とオゾンです。

酸素

標準的な温度と圧力では、元素の 2 つの原子が結合して、式 O ₂を持つ無色無臭の二原子ガスである二酸素を形成します。各分子は、強く結合した 2 つの酸素原子で構成されています。酸素は融点も沸点も低いので、常温では気体です。

二原子酸素ガス(O ₂ )現在、地球の大気の 20.95% を占めていますが、これは長期間にわたってかなり変化しています。酸素は、地球の地殻のほぼ半分を酸化物の形で構成しています。

この酸素(O ₂ )は、生物の細胞にグルコースからエネルギーを伝達するプロセスである呼吸に不可欠です。

酸素は動物によって吸収され、二酸化炭素に変換されます。次に、植物は二酸化炭素を炭素源として利用し、酸素を大気に戻します。酸素は、植物や多くの種類の微生物による光合成中に生成されます。

酸素は、ほとんどすべての既知の生物の生理学的プロセスで活性があり、特に燃焼に関与しています。

オゾン

オゾンと呼ばれる酸素の別の形態 (同素体) があります。 (O ₃ ).独特の刺激臭のある淡い青色のガスです。オゾンは酸素原子が3つ結合してできています。これは、酸素の同素体であり、二原子同素体O ₂ .

O ₃紫外線を強く吸収するUVB放射線と高地のオゾン層は、生物圏を紫外線から保護するのに役立ちます。しかし、地表に存在するオゾンはスモッグの副産物であり、汚染物質です。

酸素の他の既知の同素体は次のとおりです。

• フリーラジカルである原子状酸素(O ₁ ), 。
• 酸素分子の最低励起状態である一重項酸素 ( O ₂ *)は、酸素分子の 2 つの準安定状態の 1 つです。
• 四酸素(O ₄ )は、別の準安定形態です。
• 固体酸素は、6 つのさまざまな色の相で存在し、そのうちの 1 つはO ₈で、もう 1 つは金属です。

酸素のさまざまな機能

酸素は自然界で多くの機能を持っています。それらのいくつかは、呼吸、分解、および燃焼です。

• 呼吸は、植物細胞や動物細胞を含むすべての生きている細胞で起こる化学反応です。それは、生命に必要な他のすべての化学プロセスが起こることができるように、エネルギーがグルコースから放出される方法です.このプロセスが実行されるためには、酸素が不可欠です。
• 分解とは、死んだ有機物を二酸化炭素や水などの単純な有機物または無機物に分解するプロセスです。微生物が有機廃棄物を効率的に分解するには酸素が必要ですが、酸素がなくてもある程度の分解が起こります。
• 燃焼とは、燃料が酸化剤と反応して熱を放出することです。燃焼が発生するには、燃焼する燃料、酸素源、熱源の 3 つが存在する必要があります。つまり、酸素がなければ燃焼はできません。

酸素は液体または固体の状態で見つけることができますか?

酸素は、温度と圧力に応じて、固体、液体、または気体になることができる要素です。

1. 酸素を-183℃まで冷やすと液体になります。液体酸素は、ロケットの推進剤として使用されます。
2. 酸素は-218.79℃以下で固体になります。

液体と固体の両方の状態で、物質は明るい空色で透明です。

酸素はどこから来るの？

酸素の大部分は、水面近くに生息し、海流に乗って漂う植物プランクトンと呼ばれる小さな海洋植物からもたらされます。すべての植物と同様に、光合成を行います。つまり、日光と二酸化炭素を使用して食物を作ります。光合成の副産物は酸素です。

科学者たちは、植物プランクトンが地球の大気中の酸素の 50 ～ 85% を占めていると考えています。

大量の酸素は、分別蒸留として知られるプロセスを通じて液化空気から抽出できます。酸素は、水を電気分解したり、塩素酸カリウムを加熱したりすることでも生成できます。 (KClO ₃ ).

酸素は工業的にも生産できます。酸素を生成するための最も一般的な商業的方法は、極低温蒸留プロセス (空気から窒素と酸素を分離するプロセス) または真空スイング吸着プロセス (ここでは、特定のガスをガス混合物をほぼ大気圧で加熱し、次にプロセスを真空にして吸着剤を再生します)。

酸素の一般的な用途

ガスとしての酸素は、産業プロセス、発電機、船舶でエネルギーを生成するために必要であり、飛行機や自動車でも使用されます。酸素の一般的な用途には、鉄鋼、プラスチック、織物の製造、鉄鋼やその他の金属のろう付け、溶接、切断、ロケット推進剤、酸素療法、航空機、潜水艦、宇宙飛行、潜水における生命維持システムなどがあります。

酸素は、病気、重大な外傷、アナフィラキシー、重大な出血、ショック、活動性痙攣、および低体温症の治療において、医療用途も持っています。

酸素循環

酸素が自然界をさまざまな形で循環することを酸素循環といいます。酸素の循環は、酸素が見られるさまざまな形態と、さまざまな貯水池を通って地球上をどのように移動するかを表しています。大気、生物圏、リソスフェアの 3 つの主要な酸素貯留層が存在します。

酸素サイクルは光合成から始まり、その間に植物は酸素を放出します。次に、植物によって放出される酸素は、人間、動物、および他の生物によって呼吸、つまり呼吸に使用されます。その後、動物は二酸化炭素を大気中に吐き出し、光合成中に植物によって再び使用され、サイクルが繰り返されます.

まとめ

• 酸素は、記号 O と原子番号 8 を持つ化学元素です。
• 酸素は反応性の高い非金属であり、容易に酸化物を形成する酸化剤です。
• 酸素は私たちの身の回りに存在し、主に大気中の元素として存在しますが、海、湖、川、氷冠では水の形で存在します。
• 酸素はさまざまな形または同素体で見つけることができ、最もよく知られているのは二酸素とオゾンですが、他の同素体もあります。
• 二酸素は無色無臭の二原子ガスで、化学式は O ₂であり、元素の 2 つの原子が結合して形成されます。
• 二原子酸素ガス(O ₂ )現在、地球の大気の 20.95% を占めています。
• オゾンは、3 つの酸素原子が結合して構成された式 O ₃を持つ、独特の刺激臭を持つ淡い青色のガスです。
• O ₃紫外線を強く吸収するUVB放射線と高地のオゾン層は、生物圏を紫外線から保護するのに役立ちます。
• 酸素は自然界で多くの機能を持っています。それらのいくつかは、呼吸、分解、および燃焼です。
• 大気は、植物、藻類 (植物プランクトン)、およびいくつかのバクテリアによって行われる光合成から酸素の大部分を取得します。
• 酸素は工業的にも生産できます。
• 今日では、工業用、医療用など、酸素の多くの用途があります。
• 酸素が自然界をさまざまな形で循環することを酸素循環といいます。